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船舶复合能源动力系统的热管理系统和控制方法

申请号: CN202311667238.5
申请人: 山东科技大学
更新日期: 2026-03-09

专利详细信息

项目 内容
专利名称 船舶复合能源动力系统的热管理系统和控制方法
专利类型 发明授权
申请号 CN202311667238.5
申请日 2023/12/7
公告号 CN117360752B
公开日 2024/3/26
IPC主分类号 B63H21/20
权利人 山东科技大学
发明人 赵子亮; 付逸凡; 郭斌; 于继泰; 申森豪
地址 山东省青岛市青岛经济技术开发区前湾港路579号

摘要文本

本发明公开了一种船舶复合能源动力系统的热管理系统和控制方法,属于直接转变化学能为电能的方法或装置领域,包括热管理回路,该热管理回路包括海水换热回路、内燃机热管理回路、氢燃料电池热管理回路、动力电池及辅件热管理回路。本发明可为内燃机、燃料电池、动力电池复合能源提供热管理控制策略;各回路通过水泵与三通电磁阀控制冷却液流动,可独立调节;使用海水进行降温,散热效果明显,更好的控制各冷却回路温度;利用内燃机废热对燃料电池系统与动力电池系统进行升温,提高能量利用率;当散热压力大时,可将热量传输至其他子系统,变相增大散热面积;本发明燃料电池回路由热交换器与电加热器共同提升温度,可以更快达到目标工作温度。

专利主权项内容

1.船舶复合能源动力系统的热管理系统,其特征在于:包括热管理回路,该热管理回路包括海水换热回路、内燃机热管理回路、氢燃料电池热管理回路、动力电池及辅件热管理回路;海水换热回路,被配置为用于与内燃机热管理回路、氢燃料电池热管理回路以及动力电池及辅件热管理回路换热进行散热;内燃机热管理回路,被配置为用于使内燃机工作在适宜温度并为氢燃料电池热管理回路升温提供热量;氢燃料电池热管理回路,被配置为使氢燃料电池保持在适宜温度并用于辅助内燃机热管理回路散热以及提升动力电池及辅件热管理回路的温度;动力电池及辅件热管理回路,被配置为使动力电池及辅助部件保持在适宜工作温度;海水换热回路,包括第一换热器、第二换热器、第三换热器、海水入口、海水出口以及连接各部件的管路;海水入口、第一换热器、第二换热器、第三换热器、海水出口通过管路依次连接;内燃机热管理回路,包括内燃机、第一换热器、第四换热器、第一水泵、第一膨胀水箱以及第一电磁三通阀;内燃机、第一水泵、第一换热器、第一电磁三通阀、第四换热器、第一膨胀水箱通过管路组成一个闭合环路,第一电磁三通阀与第一水泵通过管路连接;第一水泵,被配置为用于带动整个内燃机热管理回路中的冷却液的流动,带走内燃机工作过程中的产热;第一膨胀水箱,被配置为用于保证内燃机热管理回路内部的空气能够及时排出;第一换热器,被配置为用于使内燃机热管理回路与海水换热回路进行换热;第四换热器,被配置为用于使内燃机热管理回路与氢燃料电池热管理回路换热;第一电磁三通阀,被配置为用于调整散热量;氢燃料电池热管理回路,包括氢燃料电池、第二换热器、第四换热器、第五换热器、第二水泵、第二膨胀水箱、电加热器、第二电磁三通阀;氢燃料电池、第二膨胀水箱、第二换热器、第五换热器、第二电磁三通阀和第二水泵通过管路组成一个闭合环路,氢燃料电池、第二膨胀水箱、第四换热器、电加热器、第二电磁三通阀和第二水泵通过管路组成另一个闭合环路;第二水泵,被配置为用于带动整个氢燃料电池热管理回路中的冷却液的流动,保证热量循环,减小氢燃料电池出入口温差;第二膨胀水箱,被配置为用于保证氢燃料电池热管理回路内部的空气能够及时排出;第二换热器,被配置为用于使氢燃料电池热管理回路与海水换热回路进行换热;第四换热器,被配置为用于使氢燃料电池热管理回路与内燃机热管理回路进行换热;电加热器,被配置为用于增加流经电加热器的冷却液的温度;第五换热器,被配置为用于使氢燃料电池热管理回路与动力电池及辅件热管理回路换热,一方面降低燃料电池热管理回路中流经第五换热器的冷却液的温度,另一方面提高动力电池及辅件热管理回路中流经第五换热器的冷却液的温度;第二电磁三通阀,被配置为用于调节散热量;动力电池及辅件热管理回路,包括动力电池、控制器、第三换热器、第五换热器、第三水泵、第三膨胀水箱和第三电磁三通阀;动力电池、控制器、第三换热器、第三电磁三通阀、第三水泵通过管路组成一个闭合环路,动力电池、控制器、第五换热器、第三膨胀水箱、第三电磁三通阀、第三水泵通过管路组成另一个闭合环路;第三水泵,被配置为用于带动整个动力电池及辅件热管理回路冷却液的流动,保证热量循环;第三膨胀水箱,被配置为用于保证动力电池及辅件热管理回路内部的空气能够及时排出;第三换热器,被配置为用于使动力电池及辅件热管理回路与海水换热回路进行换热,降低流经第三换热器的冷却液的温度;第五换热器,被配置为用于使动力电池及辅件热管理回路与燃料电池热管理回路进行换热,增加流经第五换热器的冷却液的温度;第三电磁三通阀,被配置为用于调节散热量。 来自: